В феврале 1941 года Ватутин становится 1-м заместителем начальника Генштаба, «правой рукой» Георгия Жукова.
Первые дни войны стали для Генштаба РККА настоящим испытанием. В отсутствие связи с войсками Жуков пытался решать оперативные проблемы в режиме «ручного управления». «На хозяйстве» в Генштабе оставался Ватутин. В этом качестве он пробыл недолго – 30 июня его откомандировали в действующую армию, в качестве начальника штаба Северо-Западного фронта.
Это было тяжелое время. Учиться приходилось, получая болезненные удары от опытного и умелого противника, порой ценой больших потерь сдерживая его продвижение на восток.
Весной 1942 года Генштаб РККА, задыхавшийся от нехватки штабных кадров, попытался вернуть с фронта опытных штабистов, которыми ранее затыкали «дыры» в управлении войсками. Александр Василевский, возглавивший Генштаб, включил в число тех, кого вернули в Москву, и Ватутина.
Стойкость «штабного генерала»
Весенне-летняя кампания 1942 года была для Красной Армии во многом страшнее лета 1941 года. Казалось, продвижение противника уже не остановить.
В июле 1942 года Ставка образовала новый Воронежский фронт, который должен был сковать наступающие немецкие части. Когда решался вопрос о командующем, Ватутин неожиданно предложил себя. Сталин удивился, но Ватутина поддержал Василевский, и назначение состоялось.
На головы солдат фронта посыпались пропагандистские немецкие листовки: «Этому штабному генералу под Воронежем успеха не иметь». Так думали не только немцы, но и многие в советском командовании. Ведь у Ватутина действительно не было опыта личного руководства такими операциями.
Генерал-лейтенант Ватутин «умыл» и своих, и чужих. Воронежский фронт сковал боями до 30 фашистских дивизий, которые не смогли прийти на помощь армии Паулюса в Сталинграде. Воронеж так никогда и не был полностью занят гитлеровцами.
Было сложно – наступательные действия Ватутина имели только частичный успех, не хватало опытных командиров среднего звена для выполнения поставленных задач. Но в целом «штабной генерал» доказал, что воевать он умеет.
От Сталинграда до Киева
25 октября 1942 года генерал-лейтенант Ватутин становится командующим вновь сформированного Юго-Западного фронта. Первое соединение под таким название погибло у стен Киева, его первый командующий генерал Кирпонос погиб.